JP6410024B2 - Temperature sensor - Google Patents

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Description

本発明は、表面実装が可能なフィルム型サーミスタ温度センサである温度センサに関する。   The present invention relates to a temperature sensor which is a film type thermistor temperature sensor capable of surface mounting.

近年、柔軟性に優れると共に全体を薄くすることができるフィルム型温度センサとして、絶縁性フィルム上に薄膜サーミスタを形成した温度センサが開発されている。例えば、特許文献１には、絶縁性フィルムと、絶縁性フィルム表面に薄膜サーミスタ材料でパターン形成された薄膜サーミスタ部と、薄膜サーミスタ部の上に複数の櫛部を有して互いに対向してパターン形成された一対の櫛型電極と、一対の櫛型電極に接続され絶縁性フィルムの表面にパターン形成された一対のパターン電極とを備えた温度センサが提案されている。   In recent years, a temperature sensor in which a thin film thermistor is formed on an insulating film has been developed as a film-type temperature sensor that is excellent in flexibility and can be thinned as a whole. For example, in Patent Document 1, an insulating film, a thin film thermistor portion patterned with a thin film thermistor material on the surface of the insulating film, and a plurality of comb portions on the thin film thermistor portion are formed to face each other. A temperature sensor including a pair of comb electrodes and a pair of pattern electrodes connected to the pair of comb electrodes and patterned on the surface of an insulating film has been proposed.

このフィルム型の温度センサでは、表面実装を行うために、絶縁性フィルムの上面だけでなく下面にも電極を形成し、上下面の電極を絶縁性フィルムに形成したスルーホールで導通させることで、上面側に形成した薄膜サーミスタ部を測定対象に向けた状態で下面側の電極を基板等に半田等で表面実装可能にしている。
なお、上記フィルム型の温度センサでは、薄膜サーミスタ部が絶縁性フィルムの上面に形成されているため、温度センサの上下を選別してハンドリングし、実装を行っている。 In this film-type temperature sensor, in order to perform surface mounting, electrodes are formed not only on the upper surface of the insulating film but also on the lower surface, and the upper and lower electrodes are made conductive by through holes formed in the insulating film, With the thin film thermistor formed on the upper surface facing the object to be measured, the lower surface electrode can be surface-mounted with solder or the like on a substrate or the like.
In the film-type temperature sensor, since the thin film thermistor portion is formed on the upper surface of the insulating film, the upper and lower sides of the temperature sensor are selected and handled for mounting.

特開２０１３−２１１４３３号公報JP 2013-2111433 A

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記従来のフィルム型の温度センサでは、薄膜サーミスタ部を測定対象に向けて表面実装するためには、電極を絶縁性フィルムの下面側に形成する必要があるが、上面側の電極と下面側の電極とを接続させるために、絶縁性フィルムにスルーホールを形成する必要がある。しかしながら、その場合、製造工程及び製造コストの増大を招いてしまう不都合があった。さらに、従来は絶縁性フィルムの上面側に薄膜サーミスタ部や櫛型電極等の複数の膜を形成するために、絶縁性フィルムの上下面で応力バランスがとれず、応力により反りが生じてしまう不都合があった。また、上下面の応力バランスがとれない場合、フィルム型温度センサとして高いフレキシブル性が得られず、信頼性も低下するおそれがあった。さらに、上記従来のフィルム型の温度センサでは、薄膜サーミスタ部が絶縁性フィルムの上面に形成されているため、温度センサの上下を選別して実装しなければならず、ハンドリングに手間がかかっていた。 The following problems remain in the conventional technology.
That is, in the conventional film-type temperature sensor, in order to mount the thin film thermistor portion on the surface to be measured, it is necessary to form the electrode on the lower surface side of the insulating film. In order to connect the electrode on the side, it is necessary to form a through hole in the insulating film. However, in that case, there is a disadvantage that the manufacturing process and the manufacturing cost increase. Furthermore, conventionally, since a plurality of films such as a thin film thermistor portion and a comb-shaped electrode are formed on the upper surface side of the insulating film, the stress balance is not achieved on the upper and lower surfaces of the insulating film, and the warp is caused by the stress. was there. Further, when the stress balance between the upper and lower surfaces cannot be achieved, high flexibility as a film-type temperature sensor cannot be obtained, and the reliability may be lowered. Furthermore, in the conventional film type temperature sensor, since the thin film thermistor portion is formed on the upper surface of the insulating film, it is necessary to select and mount the upper and lower sides of the temperature sensor, which takes time and effort. .

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、応力による反りが生じ難く、高いフレキシブル性と信頼性とを得ることができると共に、上下面いずれの面でも表面実装が可能な温度センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a temperature sensor that is less likely to be warped due to stress, can obtain high flexibility and reliability, and can be surface-mounted on either upper or lower surface. The purpose is to provide.

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る温度センサは、絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルムの上面にサーミスタ材料でパターン形成された上部薄膜サーミスタ部と、前記絶縁性フィルムの下面にサーミスタ材料でパターン形成された下部薄膜サーミスタ部と、前記上部薄膜サーミスタ部の上及び下の少なくとも一方に複数の櫛部を有して互いに対向してパターン形成された一対の上部櫛型電極と、前記下部薄膜サーミスタ部の上及び下の少なくとも一方に複数の櫛部を有して互いに対向してパターン形成された一対の下部櫛型電極と、一端が前記一対の上部櫛型電極に接続されていると共に前記絶縁性フィルムの上面にパターン形成された一対の上部パターン電極と、一端が前記一対の下部櫛型電極に接続されていると共に前記絶縁性フィルムの下面にパターン形成された一対の下部パターン電極とを備えていることを特徴とする。   The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the temperature sensor according to the first invention is formed by patterning an insulating film, an upper thin film thermistor portion patterned with the thermistor material on the upper surface of the insulating film, and a thermistor material on the lower surface of the insulating film. A lower thin film thermistor portion, a pair of upper comb electrodes having a plurality of comb portions above and below the upper thin film thermistor portion and patterned to face each other, and an upper portion of the lower thin film thermistor portion And a pair of lower comb electrodes having a plurality of comb portions on at least one of the lower sides and patterned to face each other, and one end connected to the pair of upper comb electrodes and the upper surface of the insulating film A pair of upper pattern electrodes patterned on one end and one end connected to the pair of lower comb electrodes and under the insulating film Characterized in that it comprises a pair of lower pattern electrodes patterned on.

この温度センサでは、絶縁性フィルムの上面に上部薄膜サーミスタ部と上部櫛型電極と上部パターン電極とが形成されていると共に、絶縁性フィルムの下面に下部薄膜サーミスタ部と下部櫛型電極と下部パターン電極とが形成されているので、絶縁性フィルムの上下面で応力バランスがとり易く、反りが生じ難くなると共に、フレキシブル性が向上して高強度化させることができる。また、熱応力に対しても反りが少なくなり、信頼性を向上させることができる。さらに、上下面にそれぞれにパターン電極と薄膜サーミスタ部とが形成されているので、上下面を選別する必要が無く、上下面のいずれの面でも表面実装が可能である。特に、絶縁性フィルムが高い柔軟性を有しているので、曲面に実装する際にも曲面に沿って上下面いずれの面で実装しても全体が曲がることで、容易に曲面実装を行うことができる。   In this temperature sensor, an upper thin film thermistor portion, an upper comb electrode and an upper pattern electrode are formed on the upper surface of the insulating film, and a lower thin film thermistor portion, a lower comb electrode and a lower pattern are formed on the lower surface of the insulating film. Since the electrodes are formed, it is easy to balance the stress between the upper and lower surfaces of the insulating film, and it is difficult for warpage to occur, and the flexibility can be improved and the strength can be increased. Further, warpage is reduced with respect to thermal stress, and reliability can be improved. Further, since the pattern electrode and the thin film thermistor portion are formed on the upper and lower surfaces, it is not necessary to select the upper and lower surfaces, and surface mounting is possible on any of the upper and lower surfaces. In particular, because the insulating film has high flexibility, it can be easily mounted on a curved surface by bending the entire surface even if it is mounted on either the upper or lower surface along the curved surface. Can do.

第２の発明に係る温度センサは、第１の発明において、前記上部パターン電極と前記下部パターン電極とが、前記絶縁性フィルムに形成されたスルーホールで接続されていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、上部パターン電極と下部パターン電極とが絶縁性フィルムに形成されたスルーホールで接続されているので、上下面の２つの薄膜サーミスタ部を用いて測定が可能になり、測定ばらつきを小さくすることができる。 The temperature sensor according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the upper pattern electrode and the lower pattern electrode are connected by a through hole formed in the insulating film.
That is, in this temperature sensor, since the upper pattern electrode and the lower pattern electrode are connected by a through hole formed in the insulating film, the measurement can be performed using the two thin film thermistors on the upper and lower surfaces. Variation can be reduced.

第３の発明に係る温度センサは、第１又は第２の発明において、前記上部薄膜サーミスタ部と前記下部薄膜サーミスタ部、前記上部櫛型電極と前記下部櫛型電極、前記上部パターン電極と前記下部パターン電極が、それぞれ上下対称に形成されていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、上部薄膜サーミスタ部と下部薄膜サーミスタ部、上部櫛型電極と下部櫛型電極、上部パターン電極と下部パターン電極が、それぞれ上下対称に形成されているので、上下面のどちらで実装しても同じ形状の構造となるため、上下面の選別が不要になってハンドリングが容易になる。 A temperature sensor according to a third invention is the temperature sensor according to the first or second invention, wherein the upper thin film thermistor part and the lower thin film thermistor part, the upper comb electrode and the lower comb electrode, the upper pattern electrode and the lower part. The pattern electrodes are formed symmetrically in the vertical direction.
That is, in this temperature sensor, the upper thin film thermistor portion and the lower thin film thermistor portion, the upper comb electrode and the lower comb electrode, and the upper pattern electrode and the lower pattern electrode are formed symmetrically in the vertical direction. Since the structure of the same shape is obtained even if mounted on, the sorting of the upper and lower surfaces becomes unnecessary and handling becomes easy.

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る温度センサによれば、絶縁性フィルムの上下面に薄膜サーミスタ部と櫛型電極とパターン電極とがそれぞれ形成されているので、応力による反りが生じ難くなると共に、フレキシブル性及び信頼性を向上させることができ、さらに上下面のいずれの面でも容易に表面実装が可能である。 The present invention has the following effects.
That is, according to the temperature sensor of the present invention, since the thin film thermistor portion, the comb-shaped electrode, and the pattern electrode are formed on the upper and lower surfaces of the insulating film, respectively, warping due to stress is less likely to occur, and flexibility and Reliability can be improved, and surface mounting can be easily performed on any of the upper and lower surfaces.

本発明に係る温度センサの第１実施形態を示す平面図（ａ）及びＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。It is the top view (a) and AA sectional view (b) which show 1st Embodiment of the temperature sensor which concerns on this invention. 第１実施形態において、上部薄膜サーミスタ部形成工程を示す平面図（ａ）及びＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。In 1st Embodiment, it is the top view (a) and BB sectional view (b) which show an upper thin film thermistor part formation process. 第１実施形態において、下部薄膜サーミスタ部形成工程を示す底面図（ａ）及びＣ−Ｃ線断面図（ｂ）である。In 1st Embodiment, it is the bottom view (a) and CC sectional view (b) which show a lower thin film thermistor part formation process. 第１実施形態において、上部電極形成工程を示す平面図（ａ）及びＤ−Ｄ線断面図（ｂ）である。In 1st Embodiment, it is the top view (a) and DD sectional view (b) which show an upper electrode formation process. 第１実施形態において、下部電極形成工程を示す底面図（ａ）及びＥ−Ｅ線断面図（ｂ）である。In 1st Embodiment, it is a bottom view (a) and EE sectional view (b) which show a lower electrode formation process. 本発明に係る温度センサの第２実施形態を示す平面図（ａ）及びＦ−Ｆ線断面図（ｂ）である。It is the top view (a) and FF line sectional view (b) which show 2nd Embodiment of the temperature sensor which concerns on this invention.

以下、本発明に係る温度センサにおける第１実施形態を、図１から図５を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面の一部では、各部を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, a first embodiment of a temperature sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. Note that in some of the drawings used for the following description, the scale is appropriately changed as necessary to make each part recognizable or easily recognizable.

本実施形態の温度センサ１は、図１に示すように、絶縁性フィルム２と、絶縁性フィルム２の上面にサーミスタ材料でパターン形成された上部薄膜サーミスタ部３Ａと、絶縁性フィルム２の下面にサーミスタ材料でパターン形成された下部薄膜サーミスタ部３Ｂと、上部薄膜サーミスタ部３Ａの上及び下の少なくとも一方に複数の櫛部４ａを有して互いに対向してパターン形成された一対の上部櫛型電極４Ａと、下部薄膜サーミスタ部３Ｂの上及び下の少なくとも一方に複数の櫛部４ａを有して互いに対向してパターン形成された一対の下部櫛型電極４Ｂと、一端が一対の上部櫛型電極４Ａに接続されていると共に絶縁性フィルム２の上面にパターン形成された一対の上部パターン電極５Ａと、一端が一対の下部櫛型電極４Ｂに接続されていると共に絶縁性フィルム２の下面にパターン形成された一対の下部パターン電極５Ｂとを備えている。   As shown in FIG. 1, the temperature sensor 1 of the present embodiment includes an insulating film 2, an upper thin film thermistor portion 3 </ b> A patterned with the thermistor material on the upper surface of the insulating film 2, and a lower surface of the insulating film 2. A lower thin film thermistor portion 3B patterned with a thermistor material, and a pair of upper comb electrodes 4A having a plurality of comb portions 4a above and below the upper thin film thermistor portion 3A and patterned to face each other. And a pair of lower comb electrodes 4B having a plurality of comb portions 4a on and / or below the lower thin film thermistor portion 3B and patterned to face each other, and one end of the pair of upper comb electrodes 4A. A pair of upper pattern electrodes 5A that are connected and patterned on the upper surface of the insulating film 2 and one end are connected to a pair of lower comb electrodes 4B. And a pair of lower pattern electrodes 5B that are patterned on the lower surface of the insulating film 2 together.

なお、本実施形態では、上部薄膜サーミスタ部３Ａの上面側の露出面に上部櫛型電極４Ａが形成され、下部薄膜サーミスタ部３Ｂの下面側の露出面に下部櫛型電極４Ｂが形成されている。
また、上部薄膜サーミスタ部３Ａと下部薄膜サーミスタ部３Ｂ、上部櫛型電極４Ａと下部櫛型電極４Ｂ、上部パターン電極５Ａと下部パターン電極５Ｂが、それぞれ上下対称に形成されている。すなわち、絶縁性フィルム２の上下面で、薄膜サーミスタ部、櫛型電極及びパターン電極が同一形状かつ同一配置とされている。 In this embodiment, the upper comb electrode 4A is formed on the exposed surface on the upper surface side of the upper thin film thermistor portion 3A, and the lower comb electrode 4B is formed on the exposed surface on the lower surface side of the lower thin film thermistor portion 3B. .
Further, the upper thin film thermistor portion 3A and the lower thin film thermistor portion 3B, the upper comb electrode 4A and the lower comb electrode 4B, and the upper pattern electrode 5A and the lower pattern electrode 5B are formed vertically symmetrically. That is, on the upper and lower surfaces of the insulating film 2, the thin film thermistor portion, the comb electrode, and the pattern electrode have the same shape and the same arrangement.

上記絶縁性フィルム２は、長方形状とされ、上部薄膜サーミスタ部３Ａ及び下部薄膜サーミスタ部３Ｂは、それぞれ絶縁性フィルム２の中央に矩形状に形成されている。
一対の上部パターン電極５Ａは、絶縁性フィルム２の上面の互いに異なる端部まで延在している。また、一対の下部パターン電極５Ｂは、絶縁性フィルム２の下面の互いに異なる端部まで延在している。すなわち、絶縁性フィルム２の両端部における上面側と下面側とに配された上部パターン電極５Ａ及び下部パターン電極５Ｂの端部は、それぞれ実装用の接着パッド部となる。 The insulating film 2 has a rectangular shape, and the upper thin film thermistor portion 3 </ b> A and the lower thin film thermistor portion 3 </ b> B are each formed in a rectangular shape at the center of the insulating film 2.
The pair of upper pattern electrodes 5 </ b> A extends to different ends on the upper surface of the insulating film 2. Further, the pair of lower pattern electrodes 5 </ b> B extends to different end portions of the lower surface of the insulating film 2. That is, the end portions of the upper pattern electrode 5A and the lower pattern electrode 5B arranged on the upper surface side and the lower surface side at both end portions of the insulating film 2 respectively become bonding pad portions for mounting.

また、本実施形態の温度センサ１は、絶縁性フィルム２の上面に上部薄膜サーミスタ部３Ａを覆う上部保護膜６Ａと、絶縁性フィルム２の下面に下部薄膜サーミスタ部３Ｂを覆う下部保護膜６Ｂとを備えている。
上記上部保護膜６Ａ及び下部保護膜６Ｂは、絶縁性樹脂膜等であり、例えば厚さ２０μｍのポリイミド膜が採用される。これらの上部保護膜及び下部保護膜６Ｂは、上部薄膜サーミスタ部３Ａ及び下部薄膜サーミスタ部３Ｂと共に櫛部４ａを覆って矩形状にパターン形成されている。 Further, the temperature sensor 1 of the present embodiment includes an upper protective film 6A that covers the upper thin film thermistor portion 3A on the upper surface of the insulating film 2, and a lower protective film 6B that covers the lower thin film thermistor portion 3B on the lower surface of the insulating film 2. It has.
The upper protective film 6A and the lower protective film 6B are insulating resin films or the like, for example, a polyimide film having a thickness of 20 μm is employed. These upper protective film and lower protective film 6B are patterned in a rectangular shape covering the comb part 4a together with the upper thin film thermistor part 3A and the lower thin film thermistor part 3B.

上記絶縁性フィルム２は、例えば厚さ７．５〜１２５μｍのポリイミド樹脂シートで帯状に形成されている。なお、絶縁性フィルム２としては、他にＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート，ＰＥＮ：ポリエチレンナフタレート等でも作製できるが、耐熱温度が高いためポリイミドフィルムが望ましい。
上部薄膜サーミスタ部３Ａ及び下部薄膜サーミスタ部３Ｂは、絶縁性フィルム２の中央に配され、例えばＴｉＡｌＮのサーミスタ材料で形成されている。特に、上部薄膜サーミスタ部３Ａ及び下部薄膜サーミスタ部３Ｂは、一般式：ＴｉｘＡｌｙＮｚ（０．７０≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．９５、０．４≦ｚ≦０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示される金属窒化物からなり、その結晶構造が、六方晶系のウルツ鉱型の単相であるサーミスタ材料が好適である。 The insulating film 2 is formed in a band shape with, for example, a polyimide resin sheet having a thickness of 7.5 to 125 μm. The insulating film 2 can also be made of PET: polyethylene terephthalate, PEN: polyethylene naphthalate or the like, but a polyimide film is desirable because of its high heat resistance temperature.
The upper thin film thermistor portion 3A and the lower thin film thermistor portion 3B are arranged in the center of the insulating film 2, and are formed of, for example, a TiAlN thermistor material. In particular, the upper thin-film thermistor portion 3A and the lower thin film thermistor portion 3B, the general formula: Ti x Al y N z ( 0.70 ≦ y / (x + y) ≦ 0.95,0.4 ≦ z ≦ 0.5, x + y + z A thermistor material which is made of a metal nitride represented by = 1) and whose crystal structure is a hexagonal wurtzite type single phase is preferable.

上部パターン電極５Ａ及び上部櫛型電極４Ａと、下部パターン電極５Ｂ及び下部櫛型電極４Ｂとは、上部薄膜サーミスタ部３Ａの上面又は下部薄膜サーミスタ部３Ｂの下面に形成された膜厚５〜１００ｎｍのＣｒ又はＮｉＣｒの接合層と、該接合層上にＡｕ等の貴金属で膜厚５０〜１０００ｎｍで形成された電極層とを有している。
一対の上部櫛型電極４Ａ及び一対の下部櫛型電極４Ｂは、互いに対向状態に配されて交互に櫛部４ａが並んだ櫛型パターンとされている。
なお、櫛部４ａは、絶縁性フィルム２の延在方向に沿って延在している。 The upper pattern electrode 5A and the upper comb electrode 4A, and the lower pattern electrode 5B and the lower comb electrode 4B have a film thickness of 5 to 100 nm formed on the upper surface of the upper thin film thermistor portion 3A or the lower surface of the lower thin film thermistor portion 3B. It has a bonding layer of Cr or NiCr, and an electrode layer formed on the bonding layer with a noble metal such as Au and having a film thickness of 50 to 1000 nm.
The pair of upper comb-shaped electrodes 4A and the pair of lower comb-shaped electrodes 4B have a comb-shaped pattern in which the comb portions 4a are arranged alternately and are arranged to face each other.
The comb portion 4a extends along the extending direction of the insulating film 2.

次に、本実施形態の温度センサ１の製造方法について、図１から図５を参照して以下に説明する。
本実施形態の温度センサ１の製造方法は、絶縁性フィルム２の上面に上部薄膜サーミスタ部３Ａをパターン形成する上部薄膜サーミスタ部形成工程と、絶縁性フィルム２の下面に下部薄膜サーミスタ部３Ｂをパターン形成する下部薄膜サーミスタ部形成工程と、互いに対向した一対の上部櫛型電極４Ａを上部薄膜サーミスタ部３Ａの上面にパターン形成すると共に絶縁性フィルム２の上面に一対の上部パターン電極５Ａをパターン形成する上部電極形成工程と、互いに対向した一対の下部櫛型電極４Ｂを下部薄膜サーミスタ部３Ｂの下面にパターン形成すると共に絶縁性フィルム２の下面に一対の下部パターン電極５Ｂをパターン形成する下部電極形成工程と、上部薄膜サーミスタ部３Ａを上部保護膜６Ａで覆うと共に下部薄膜サーミスタ部３Ｂを下部保護膜６Ｂで覆う保護膜形成工程とを有している。 Next, the manufacturing method of the temperature sensor 1 of this embodiment is demonstrated below with reference to FIGS.
The manufacturing method of the temperature sensor 1 according to the present embodiment includes an upper thin film thermistor portion forming step for patterning the upper thin film thermistor portion 3A on the upper surface of the insulating film 2, and a lower thin film thermistor portion 3B on the lower surface of the insulating film 2. A lower thin film thermistor portion forming step to be formed, and a pair of upper comb electrodes 4A opposed to each other are patterned on the upper surface of the upper thin film thermistor portion 3A, and a pair of upper pattern electrodes 5A are formed on the upper surface of the insulating film 2 Upper electrode formation step, and a pair of lower comb electrodes 4B opposed to each other are patterned on the lower surface of the lower thin film thermistor portion 3B, and a lower electrode formation step of forming a pair of lower pattern electrodes 5B on the lower surface of the insulating film 2 And the upper thin film thermistor portion 3A is covered with the upper protective film 6A and the lower thin film thermistor portion The B and a protective film forming step of covering the lower protective layer 6B.

より具体的な製造方法の例としては、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムの絶縁性フィルム２の上面に、Ｔｉ−Ａｌ合金スパッタリングターゲットを用い、窒素含有雰囲気中で反応性スパッタ法にて、例えばＴｉｘＡｌｙＮｚ（ｘ＝９、ｙ＝４３、ｚ＝４８）のサーミスタ膜を膜厚２００ｎｍで形成する。 As a more specific example of the manufacturing method, a Ti—Al alloy sputtering target is used on the upper surface of the polyimide film insulating film 2 having a thickness of 50 μm, and reactive sputtering is performed in a nitrogen-containing atmosphere, for example, Ti x. A thermistor film of Al y N z (x = 9, y = 43, z = 48) is formed with a film thickness of 200 nm.

成膜したサーミスタ膜の上にレジスト液をバーコーターで塗布した後、１１０℃で１分３０秒のプリベークを行い、露光装置で感光後、現像液で不要部分を除去し、さらに１５０℃で５分のポストベークにてパターニングを行う。その後、不要なＴｉｘＡｌｙＮｚのサーミスタ膜を市販のＴｉエッチャントでウェットエッチングを行い、図２に示すように、レジスト剥離にて所望の形状の上部薄膜サーミスタ部３Ａにする。 A resist solution is applied onto the deposited thermistor film with a bar coater, pre-baked at 110 ° C. for 1 minute 30 seconds, exposed to light with an exposure apparatus, and unnecessary portions are removed with a developer, and further at 150 ° C. Patterning is performed by post-baking for minutes. Thereafter, the thermistor film unnecessary Ti x Al y N z by wet etching in a commercial Ti etchant, as shown in FIG. 2, to the upper thin-film thermistor portion 3A of the desired shape with a resist peeling.

次に、絶縁性フィルム２の下面にも、上記と同様にしてサーミスタ膜を成膜し、パターニングを行って、図３に示すように、上部薄膜サーミスタ部３Ａと同じ形状で上部薄膜サーミスタ部３Ａと対向させて下部薄膜サーミスタ部３Ｂを形成する。   Next, a thermistor film is also formed on the lower surface of the insulating film 2 in the same manner as described above, and patterning is performed. As shown in FIG. 3, the upper thin film thermistor part 3A has the same shape as the upper thin film thermistor part 3A. And the lower thin film thermistor portion 3B is formed.

次に、上部薄膜サーミスタ部３Ａ及び絶縁性フィルム２の上面に、スパッタ法にて、Ｃｒ膜の接合層を膜厚２０ｎｍ形成する。さらに、この接合層上に、スパッタ法にてＡｕ膜の電極層を膜厚１００ｎｍ形成する。
次に、成膜した電極層の上にレジスト液をバーコーターで塗布した後、１１０℃で１分３０秒のプリベークを行い、露光装置で感光後、現像液で不要部分を除去し、１５０℃で５分のポストベークにてパターニングを行う。その後、不要な電極部分を市販のＡｕエッチャント及びＣｒエッチャントの順番でウェットエッチングを行い、図４に示すように、レジスト剥離にて所望の上部櫛型電極４Ａ及び上部パターン電極５Ａを形成する。 Next, a 20 nm-thick Cr film bonding layer is formed on the upper surface of the upper thin film thermistor portion 3A and the insulating film 2 by sputtering. Further, an Au film electrode layer is formed to a thickness of 100 nm on the bonding layer by sputtering.
Next, after applying a resist solution on the electrode layer formed by a bar coater, pre-baking was performed at 110 ° C. for 1 minute 30 seconds, and after exposure with an exposure apparatus, unnecessary portions were removed with a developer, and 150 ° C. Then, patterning is performed by post-baking for 5 minutes. Thereafter, unnecessary electrode portions are wet-etched in the order of commercially available Au etchant and Cr etchant, and as shown in FIG. 4, desired upper comb electrode 4A and upper pattern electrode 5A are formed by resist stripping.

次に、下部薄膜サーミスタ部３Ｂ及び絶縁性フィルム２の下面に、上記と同様にしてＣｒ膜及びＡｕ膜を形成し、パターニングを行って、図５に示すように、上部櫛型電極４Ａ及び上部パターン電極５Ａと同じ形状で、上部櫛型電極４Ａ及び上部パターン電極５Ａと対向させて下部櫛型電極４Ｂ及び下部パターン電極５Ｂを形成する。   Next, a Cr film and an Au film are formed on the lower surface of the lower thin film thermistor portion 3B and the insulating film 2 in the same manner as described above, and patterning is performed. As shown in FIG. The lower comb electrode 4B and the lower pattern electrode 5B are formed in the same shape as the pattern electrode 5A so as to face the upper comb electrode 4A and the upper pattern electrode 5A.

さらに、上部薄膜サーミスタ部３Ａ、上部櫛型電極４Ａ及び上部パターン電極５Ａの上面にポリイミドワニスを印刷法により塗布して、２５０℃、３０分でキュアを行い、次に下部薄膜サーミスタ部３Ｂ、下部櫛型電極４Ｂ及び下部パターン電極５Ｂの下面にポリイミドワニスを印刷法により塗布して、２５０℃、３０分でキュアを行い、図１に示すように、２０μｍ厚の上部保護膜６Ａ及び下部保護膜６Ｂをパターン形成することで、本実施形態の温度センサ１が作製される。   Further, a polyimide varnish is applied to the upper surfaces of the upper thin film thermistor portion 3A, the upper comb electrode 4A and the upper pattern electrode 5A by a printing method and cured at 250 ° C. for 30 minutes, and then the lower thin film thermistor portion 3B, A polyimide varnish is applied to the lower surfaces of the comb-shaped electrode 4B and the lower pattern electrode 5B by a printing method and cured at 250 ° C. for 30 minutes. As shown in FIG. 1, the upper protective film 6A and the lower protective film having a thickness of 20 μm are obtained. By patterning 6B, the temperature sensor 1 of this embodiment is produced.

なお、複数の温度センサ１を同時に作製する場合、絶縁性フィルム２の大判シートに複数の上部薄膜サーミスタ部３Ａ、下部薄膜サーミスタ部３Ｂ、上部櫛型電極４Ａ、下部櫛型電極４Ｂ、上部パターン電極５Ａ、下部パターン電極５Ｂ、上部保護膜６Ａ及び下部保護膜６Ｂを上述のように形成した後に、大判シートから温度センサ１に切断する。   When a plurality of temperature sensors 1 are manufactured simultaneously, a plurality of upper thin film thermistor portions 3A, lower thin film thermistor portions 3B, upper comb electrodes 4A, lower comb electrodes 4B, upper pattern electrodes are formed on a large sheet of insulating film 2. 5A, the lower pattern electrode 5B, the upper protective film 6A and the lower protective film 6B are formed as described above, and then cut from the large sheet to the temperature sensor 1.

このように本実施形態の温度センサ１では、絶縁性フィルム２の上面に上部薄膜サーミスタ部３Ａと上部櫛型電極４Ａと上部パターン電極５Ａとが形成されていると共に、絶縁性フィルム２の下面に下部薄膜サーミスタ部３Ｂと下部櫛型電極４Ｂと下部パターン電極５Ｂとが形成されているので、絶縁性フィルム２の上下面で応力バランスがとり易く、反りが生じ難くなると共に、フレキシブル性が向上して高強度化させることができる。   Thus, in the temperature sensor 1 of the present embodiment, the upper thin film thermistor portion 3A, the upper comb electrode 4A, and the upper pattern electrode 5A are formed on the upper surface of the insulating film 2, and the lower surface of the insulating film 2 is formed. Since the lower thin film thermistor portion 3B, the lower comb electrode 4B, and the lower pattern electrode 5B are formed, it is easy to balance the stress on the upper and lower surfaces of the insulating film 2, and it is difficult for warpage to occur, and flexibility is improved. To increase the strength.

また、熱応力に対しても反りが少なくなり、信頼性を向上させることができる。さらに、上下面にそれぞれにパターン電極５Ａ，５Ｂと薄膜サーミスタ部３Ａ，３Ｂとが形成されているので、上下面を選別する必要が無く、上下面のいずれの面でも表面実装が可能である。特に、絶縁性フィルム２が高い柔軟性を有しているので、曲面に実装する際にも曲面に沿って上下面いずれの面で実装しても全体が曲がることで、容易に曲面実装を行うことができる。
さらに、上下面それぞれにパターン電極５Ａ，５Ｂと櫛型電極４Ａ，４Ｂと薄膜サーミスタ部３Ａ，３Ｂとが対称に同一形状で形成されているので、上下面のどちらで実装しても同じ形状の構造となるため、上下面の選別が不要になってハンドリングが容易になる。 Further, warpage is reduced with respect to thermal stress, and reliability can be improved. Furthermore, since the pattern electrodes 5A and 5B and the thin film thermistor portions 3A and 3B are formed on the upper and lower surfaces, it is not necessary to select the upper and lower surfaces, and surface mounting is possible on any of the upper and lower surfaces. In particular, since the insulating film 2 has high flexibility, even when mounted on a curved surface, even if mounted on either the upper or lower surface along the curved surface, the entire surface is bent, so that curved surface mounting is easily performed. be able to.
Further, since the pattern electrodes 5A and 5B, the comb-shaped electrodes 4A and 4B, and the thin film thermistor portions 3A and 3B are symmetrically formed in the same shape on the upper and lower surfaces, the same shape is obtained regardless of which of the upper and lower surfaces is mounted. Due to the structure, the top and bottom surfaces need not be sorted, and handling becomes easy.

次に、本発明に係る温度センサの第２実施形態について、図６を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。   Next, a second embodiment of the temperature sensor according to the present invention will be described below with reference to FIG. Note that, in the following description of the embodiment, the same components described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、上部パターン電極５Ａと下部パターン電極５Ｂとが電気的に接続されていないのに対し、第２実施形態の温度センサ２１では、図６に示すように、上部パターン電極５Ａと下部パターン電極５Ｂとが、絶縁性フィルム２に形成されたスルーホールＨで接続されている点である。すなわち、第２実施形態では、絶縁性フィルム２の両端部にそれぞれ貫通孔が形成され、該貫通孔内を金属で埋めることでスルーホールＨを形成している。   The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the upper pattern electrode 5A and the lower pattern electrode 5B are not electrically connected, whereas the temperature sensor of the second embodiment. 21, as shown in FIG. 6, the upper pattern electrode 5 </ b> A and the lower pattern electrode 5 </ b> B are connected by a through hole H formed in the insulating film 2. That is, in the second embodiment, through holes are formed at both ends of the insulating film 2, and the through holes H are formed by filling the through holes with metal.

例えば、上部薄膜サーミスタ部３Ａ及び下部薄膜サーミスタ部３Ｂを形成した後、絶縁性フィルム２の両端部の所定位置に、ＹＡＧレーザにて貫通孔を予め形成しておく。次に、絶縁性フィルム２の両面にスパッタ法にて、Ｃｒ膜の電極膜を成膜するが、この際に、同時に貫通孔の内面にもＣｒ膜が上下面から連続して形成される。さらに、絶縁性フィルム２の両面にスパッタ法にてＡｕ膜の電極層を成膜するが、その際に、同時に貫通孔内にＡｕが埋まり、スルーホールＨが形成される。   For example, after forming the upper thin film thermistor portion 3A and the lower thin film thermistor portion 3B, through holes are formed in advance at predetermined positions on both ends of the insulating film 2 with a YAG laser. Next, a Cr film electrode film is formed on both surfaces of the insulating film 2 by sputtering. At this time, a Cr film is also continuously formed on the inner surface of the through-hole from the upper and lower surfaces. Furthermore, an Au film electrode layer is formed on both surfaces of the insulating film 2 by sputtering, and at the same time, Au is buried in the through-hole, and a through-hole H is formed.

したがって、第２実施形態の温度センサ２１では、上部パターン電極５Ａと下部パターン電極５Ｂとが絶縁性フィルム２に形成されたスルーホールＨで接続されているので、上下面の２つの薄膜サーミスタ部を用いて測定が可能になり、測定ばらつきを小さくすることができる。すなわち、第２実施形態では、特許文献１のようにスルーホールＨを形成する工程が必要になるが、上下面の薄膜サーミスタ部が導通されることで、両面で測定が行われて高い精度で温度を測定することが可能になる。   Therefore, in the temperature sensor 21 of the second embodiment, the upper pattern electrode 5A and the lower pattern electrode 5B are connected by the through hole H formed in the insulating film 2, so that the two thin film thermistor portions on the upper and lower surfaces are connected. The measurement can be performed by using it, and the measurement variation can be reduced. That is, in the second embodiment, a process of forming a through hole H is required as in Patent Document 1, but the thin film thermistor portions on the upper and lower surfaces are made conductive so that measurement is performed on both surfaces with high accuracy. It becomes possible to measure the temperature.

なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、櫛部を薄膜サーミスタ部の上（露出面上）にパターン形成しているが、薄膜サーミスタ部の下（薄膜サーミスタと絶縁性フィルムとの間）にパターン形成しても構わない。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the above embodiments, the comb portion is patterned on the thin film thermistor portion (on the exposed surface), but the pattern may be formed below the thin film thermistor portion (between the thin film thermistor and the insulating film). I do not care.

１，２１…温度センサ、２…絶縁性フィルム、３Ａ…上部薄膜サーミスタ部、３Ｂ…下部薄膜サーミスタ部、４Ａ…上部櫛型電極、４Ｂ…下部櫛型電極、４ａ…櫛部、５Ａ…上部パターン電極、５Ｂ…下部パターン電極、６Ａ…上部保護膜、６Ｂ…下部保護膜、Ｈ…スルーホール   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 ... Temperature sensor, 2 ... Insulating film, 3A ... Upper thin film thermistor part, 3B ... Lower thin film thermistor part, 4A ... Upper comb-shaped electrode, 4B ... Lower comb-shaped electrode, 4a ... Comb part, 5A ... Upper pattern electrode 5B ... Lower pattern electrode, 6A ... Upper protective film, 6B ... Lower protective film, H ... Through hole

Claims (3)

柔軟性を有した絶縁性フィルムと、
前記絶縁性フィルムの上面にサーミスタ材料でパターン形成された上部薄膜サーミスタ部と、
前記絶縁性フィルムの下面にサーミスタ材料でパターン形成された下部薄膜サーミスタ部と、
前記上部薄膜サーミスタ部の上及び下の少なくとも一方に複数の櫛部を有して互いに対向してパターン形成された一対の上部櫛型電極と、
前記下部薄膜サーミスタ部の上及び下の少なくとも一方に複数の櫛部を有して互いに対向してパターン形成された一対の下部櫛型電極と、
一端が前記一対の上部櫛型電極に接続されていると共に前記絶縁性フィルムの上面にパターン形成された一対の上部パターン電極と、
一端が前記一対の下部櫛型電極に接続されていると共に前記絶縁性フィルムの下面にパターン形成された一対の下部パターン電極とを備え、
前記上部櫛型電極の前記櫛部が、前記上部薄膜サーミスタ部の少なくとも中央部まで延在していると共に、前記下部櫛型電極の前記櫛部が、前記下部薄膜サーミスタ部の少なくとも中央部まで延在していることを特徴とする温度センサ。 An insulating film having flexibility ;
An upper thin film thermistor portion patterned with a thermistor material on the upper surface of the insulating film;
A lower thin film thermistor portion patterned with a thermistor material on the lower surface of the insulating film;
A pair of upper comb-shaped electrodes having a plurality of comb portions on at least one of the upper and lower portions of the upper thin film thermistor portion and patterned to face each other;
A pair of lower comb electrodes having a plurality of comb portions on at least one of the upper and lower portions of the lower thin film thermistor portion and patterned to face each other;
A pair of upper pattern electrodes, one end of which is connected to the pair of upper comb electrodes and patterned on the upper surface of the insulating film;
One end is connected to the pair of lower comb electrodes and a pair of lower pattern electrodes patterned on the lower surface of the insulating film ,
The comb portion of the upper comb electrode extends to at least the central portion of the upper thin film thermistor portion, and the comb portion of the lower comb electrode extends to at least the central portion of the lower thin film thermistor portion. a temperature sensor, characterized in that are. 請求項１に記載の温度センサにおいて、
前記上部パターン電極と前記下部パターン電極とが、前記絶縁性フィルムに形成されたスルーホールで接続されていることを特徴とする温度センサ。 The temperature sensor according to claim 1,
The temperature sensor, wherein the upper pattern electrode and the lower pattern electrode are connected by a through hole formed in the insulating film. 請求項１又は２に記載の温度センサにおいて、
前記上部薄膜サーミスタ部と前記下部薄膜サーミスタ部、前記上部櫛型電極と前記下部櫛型電極、前記上部パターン電極と前記下部パターン電極が、それぞれ上下対称に形成されていることを特徴とする温度センサ。 The temperature sensor according to claim 1 or 2,
The temperature sensor characterized in that the upper thin film thermistor portion and the lower thin film thermistor portion, the upper comb electrode and the lower comb electrode, and the upper pattern electrode and the lower pattern electrode are formed vertically symmetrically, respectively. .
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